葉雨霞， 龍 光

(安徽省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院股份有限公司，安徽 合肥 230088)

高速公路臨時(shí)終點(diǎn)處防護(hù)區(qū)域內(nèi)防撞設(shè)施設(shè)置研究

葉雨霞， 龍 光

(安徽省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院股份有限公司，安徽 合肥 230088)

通過(guò)將高速公路臨時(shí)終點(diǎn)的交通控制段劃分為預(yù)告、誘導(dǎo)、防護(hù)三大區(qū)域，重點(diǎn)研究防護(hù)區(qū)域內(nèi)防撞設(shè)施的設(shè)置，給設(shè)計(jì)人員及高速公路營(yíng)運(yùn)管理人員在選擇防撞設(shè)施時(shí)提供一定的理論依據(jù)，為提高臨時(shí)終點(diǎn)防護(hù)區(qū)域的交通安全水平和制訂更加合理的交通組織方案提供借鑒。

高速公路;臨時(shí)終點(diǎn);防護(hù)區(qū)域;防撞設(shè)施

0 引 言

在高速公路網(wǎng)建設(shè)營(yíng)運(yùn)過(guò)程中,存在高速公路主線延伸段屬于規(guī)劃階段或所銜接的高速公路正在進(jìn)行前期的施工圖設(shè)計(jì)階段或者在建設(shè)中以及營(yíng)運(yùn)管理需要等情況。這些客觀情況造成部分方向的道路無(wú)法通行,需對(duì)途經(jīng)該方向的交通車輛提前進(jìn)行分流,引導(dǎo)車輛轉(zhuǎn)入其他高速或地方路網(wǎng),避免車輛誤行,形成資源浪費(fèi),降低交通事故發(fā)生幾率。

結(jié)合安徽省目前存在的各類情況,擬定當(dāng)高速公路行車方向存在兩個(gè)及以上路徑選擇,其中某一方向暫未開(kāi)通時(shí),則未開(kāi)通路段影響范圍稱為高速公路臨時(shí)終點(diǎn)(圖1)。

圖1 高速公路臨時(shí)終點(diǎn)處區(qū)域的劃分

但目前我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范對(duì)于高速公路臨時(shí)終點(diǎn)的系統(tǒng)的交通安全設(shè)施的設(shè)置沒(méi)有明確的規(guī)定,而且正常路段的互通立交出口預(yù)告標(biāo)志、線形誘導(dǎo)設(shè)施、安全防護(hù)設(shè)施等安全設(shè)施是在車輛按正常速度行駛的條件下設(shè)置的[1],對(duì)于前方道路不通需臨時(shí)轉(zhuǎn)道行駛、車道寬度發(fā)生變化等復(fù)雜情況下,這種安全設(shè)施的設(shè)置策略顯然要進(jìn)行調(diào)整。

調(diào)整較為復(fù)雜,因?yàn)檐囕v行駛的路域情況發(fā)生很大的變化,需要對(duì)涉及交通安全的預(yù)告體系、誘導(dǎo)體系和防護(hù)體系做深入的研究。

1 防護(hù)區(qū)域設(shè)置的必要性

在高速公路臨時(shí)終點(diǎn)處,當(dāng)預(yù)告、誘導(dǎo)環(huán)節(jié)對(duì)駕駛?cè)藛T失去了相應(yīng)的作用,或者駕駛?cè)藛T對(duì)前兩個(gè)環(huán)節(jié)沒(méi)有正確理解其含義,無(wú)法按照既定的預(yù)告、誘導(dǎo)的行車路線行駛,偏離了正確的行車軌跡[2],為在一定程度上彌補(bǔ)這種過(guò)失,在設(shè)計(jì)階段應(yīng)采用寬容的設(shè)計(jì)理念,采取必要的防護(hù)措施,對(duì)偏離正確行駛方向的失控車輛給予防護(hù)。在這種情況下,選取安全、有效的防護(hù)型式尤為重要。

高速公路臨時(shí)終點(diǎn)處防護(hù)區(qū)域可選用的防撞設(shè)施大致可以分為防撞護(hù)欄、防撞桶、水馬、磚墻類的圬工體等,其中防撞護(hù)欄是經(jīng)過(guò)試驗(yàn)碰撞檢驗(yàn)后的產(chǎn)品,在防撞性能上比其他種類的防撞設(shè)施更加的安全有效[3],但是在實(shí)際的使用過(guò)程中,防撞桶、水馬、磚墻類的圬工體等又是必不可少的防撞設(shè)施。

2 防撞設(shè)施的設(shè)置要點(diǎn)研究

2.1 臨時(shí)終點(diǎn)處為高架橋

臨時(shí)終點(diǎn)處為高架橋,推薦采用活動(dòng)式的鋼筋混凝土防撞護(hù)欄和可移動(dòng)式的塑料水馬等防撞設(shè)施進(jìn)行防護(hù)。其中要分防撞設(shè)施是作為永久性還是臨時(shí)性使用功能[4]。

(1) 永久性設(shè)施?；ネㄈ菨u變段起點(diǎn)至三角分流端沿著縱向布設(shè)可移動(dòng)式的鋼筋混凝土護(hù)欄。為避免車輛強(qiáng)行駛?cè)胛撮_(kāi)通道路,在未開(kāi)通道路的橫向設(shè)置磚墻類的圬工體。

(2) 臨時(shí)性設(shè)施。互通三角漸變段起點(diǎn)至三角分流端沿著縱向布設(shè)塑料水馬或者防撞桶。同時(shí)為了增加剛性支撐,縱向每隔100m沿著橫向設(shè)置塑料水馬。設(shè)置的長(zhǎng)度為臨時(shí)防撞設(shè)施與原有路側(cè)護(hù)欄或者中分帶護(hù)欄之間的距離。在未開(kāi)通道路設(shè)置可移動(dòng)式的鋼筋混凝土防撞護(hù)欄。

2.2 臨時(shí)終點(diǎn)處為路基段

臨時(shí)終點(diǎn)處為一般路基段,推薦采用波形梁護(hù)欄結(jié)合磚墻及塑料水馬同時(shí)使用。其中要分防撞設(shè)施是作為永久性還是臨時(shí)性使用功能[4]。

(1) 永久性設(shè)施?；ネㄈ菨u變段起點(diǎn)至三角分流端沿著縱向布設(shè)波形梁防撞護(hù)欄[5]。為避免車輛強(qiáng)行駛?cè)胛撮_(kāi)通道路,在未開(kāi)通道路的橫向設(shè)置鋼筋混凝土防撞護(hù)欄。

(2) 臨時(shí)性設(shè)施?；ネㄈ菨u變段起點(diǎn)至三角分流端沿著縱向布設(shè)塑料水馬或者防撞桶[6]。在未開(kāi)通道路的橫向設(shè)置鋼筋混凝土防撞護(hù)欄或者磚墻類的圬工體,并在此護(hù)欄的前方設(shè)置一道波形梁護(hù)欄或者纜索護(hù)欄[7],并且波形梁護(hù)欄或纜索護(hù)欄必須與路側(cè)和中分帶的護(hù)欄做好連接處理,使其連成一體,以承擔(dān)共同受力。防撞設(shè)施選取見(jiàn)表1所列。

表1 防撞設(shè)施選取一覽表

2.3 防撞設(shè)施設(shè)置位置的確定

縱向防撞設(shè)施根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)主要是設(shè)置在互通三角漸變段起點(diǎn)至三角分流端,橫向防撞設(shè)施的設(shè)置位置要采用計(jì)算得來(lái),根據(jù)摩擦力的計(jì)算公式

(1)

其中,μ為摩擦系數(shù)(舊車為0.6～0.7,新車為0.8～0.9);m為車輛質(zhì)量(kg);g為重力加速度(m/s2);a為車輛的加速度;f為摩擦力。

采用摩擦系數(shù)為最不利情況下的取值,采用0.6,則a=5.88 m/s2。

假定當(dāng)車輛失控碰撞縱向防撞設(shè)施后沿著正面90°角的方向撞到橫向的防撞設(shè)施,在這過(guò)程中速度損失為零,那么有初始的碰撞速度減少到碰到橫向防撞設(shè)施之前車輛剎車后靜止的時(shí)間和距離公式則為

(2)

(3)

由以上公式可以推導(dǎo)出碰撞時(shí)候的速度為40 km/h、60 km/h、80 km/h、100km/h時(shí)橫向防撞設(shè)施距離縱向防撞設(shè)施最小的設(shè)置距離如表2,橫向防撞設(shè)施的設(shè)置長(zhǎng)度選取時(shí),要大于等于表中的數(shù)值。

當(dāng)?shù)谝坏罊M向防撞設(shè)施設(shè)置以后,第二道防撞設(shè)施離第一道防撞設(shè)施的距離根據(jù)第一道防撞設(shè)施的最大動(dòng)態(tài)變形量來(lái)取值[8]。

表2 橫、縱向防撞設(shè)施的最小設(shè)置距離

2.4 防撞設(shè)施設(shè)置長(zhǎng)度的確定

防撞設(shè)施的長(zhǎng)度主要由車輛碰撞防撞設(shè)施后的碰撞荷載確定,車輛碰撞常用的數(shù)學(xué)模型如圖2所示[9],該數(shù)學(xué)模型是建立在基本假設(shè)的基礎(chǔ)上。

圖2 車輛與護(hù)欄碰撞的數(shù)學(xué)模型

(1) 碰撞最大橫向力計(jì)算公式為

(4)

其中,F橫max為車輛作用在防撞設(shè)施上的最大橫向力(kN);m為車輛質(zhì)量(kg);v為車輛的碰撞速度(m/s);θ為車輛的碰撞角度(°);C為車輛重心距前保險(xiǎn)杠的距離(m);b為車輛的寬度(m);Z為橫向變形(m)。

(2) 防撞設(shè)施的最小設(shè)置長(zhǎng)度。由以上公式可以推導(dǎo)出各類型車輛的最大碰撞力,對(duì)應(yīng)每種防撞設(shè)施的設(shè)計(jì)強(qiáng)度可計(jì)算出其設(shè)置的最小設(shè)置長(zhǎng)度[9]。如表3所列。

表3 護(hù)欄設(shè)置的最小長(zhǎng)度

因此當(dāng)以上防撞設(shè)施設(shè)置在路線橫向時(shí),要考慮與路線縱向的護(hù)欄連成一體,達(dá)到最小設(shè)置的長(zhǎng)度。

當(dāng)車道數(shù)發(fā)生變化時(shí),應(yīng)根據(jù)車道寬度變化情況、車輛速度確定漸變段長(zhǎng)度[10],設(shè)置防撞隔離設(shè)施。道路防撞設(shè)施布設(shè)擺放時(shí),應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)道路線形,平順過(guò)渡。

漸變段的起點(diǎn)一般設(shè)置于互通三角漸變段起點(diǎn),漸變段的終點(diǎn)與臨時(shí)終點(diǎn)的端部之間同樣采用防撞設(shè)施進(jìn)行隔離引導(dǎo),避免在此區(qū)域有車輛穿越。當(dāng)車道數(shù)未發(fā)生變化時(shí),防撞設(shè)施宜從三角漸變段起點(diǎn)擺放至臨時(shí)終點(diǎn)的端部。

2.5 防撞設(shè)施設(shè)置高度的確定

防撞設(shè)施的高度主要是護(hù)欄要結(jié)合防撞等級(jí)來(lái)確定有效的防撞高度和阻止車輛傾翻所要求的護(hù)欄有效高度,根據(jù)文獻(xiàn)[9],美國(guó)根據(jù)車輛與護(hù)欄的碰撞試驗(yàn)和野外統(tǒng)計(jì)調(diào)查得出的護(hù)欄有效高度如表4、表5所列。

表4 防撞等級(jí)與有效高度的關(guān)系

表5 阻止車輛傾翻的護(hù)欄有效高度

塑料水馬、防撞桶等防撞設(shè)施的設(shè)置高度參考表4中的上限值,采用大于90 cm。磚墻等圬工體設(shè)置高度要考慮行人不能翻越上高速,推薦采用1.6 m。

2.6 防撞設(shè)施與預(yù)告設(shè)施和誘導(dǎo)設(shè)施的配合

防撞設(shè)施設(shè)置時(shí)要考慮與預(yù)告設(shè)施和誘導(dǎo)設(shè)施的相互配合。預(yù)告、誘導(dǎo)、防撞設(shè)施既是單獨(dú)的體系,又是緊密相連的一個(gè)整體,只有做到三方面的緊密、有效的配合,才能保證臨時(shí)終點(diǎn)處的整個(gè)交通安全設(shè)施設(shè)置體系的完整性、協(xié)調(diào)性、有效性及安全性。

(1) 與預(yù)告設(shè)施的配合。防撞設(shè)施設(shè)置的起點(diǎn)與終點(diǎn)要考慮預(yù)告標(biāo)志與預(yù)告標(biāo)線的設(shè)置位置[11]。限速標(biāo)志、前方不通的預(yù)告標(biāo)志、橫向減速標(biāo)線和預(yù)告的導(dǎo)向箭頭等應(yīng)該在縱向防撞設(shè)施設(shè)置的起點(diǎn)之前設(shè)置,并且在縱向防撞設(shè)施終點(diǎn)前要完成一系列的預(yù)告體系。

(2) 與誘導(dǎo)設(shè)施的配合。在縱向的塑料水馬、防撞桶或者可移動(dòng)式的防撞護(hù)欄上粘貼具有視線誘導(dǎo)功能的導(dǎo)向箭頭反光膜;在橫向的防撞設(shè)施迎流面上粘貼禁止駛?cè)氲牧⒚鏄?biāo)記;光電誘導(dǎo)標(biāo)應(yīng)擺放在縱向防撞設(shè)施后面等。

3 結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)車輛在高速公路行駛時(shí),不論是通過(guò)何種類型的臨時(shí)終點(diǎn)區(qū)域,都會(huì)對(duì)車輛行駛產(chǎn)生不良影響。本文通過(guò)對(duì)臨時(shí)終點(diǎn)處的防護(hù)區(qū)域防撞設(shè)施設(shè)置的研究,給設(shè)計(jì)人員及高速公路營(yíng)運(yùn)管理人員在選擇防撞設(shè)施時(shí)提供一定的理論依據(jù),為提高臨時(shí)終點(diǎn)防護(hù)區(qū)域的交通安全水平和制訂更加合理的交通組織方案提供借鑒。

[1] GB 5768.2-2009,道路交通標(biāo)志和標(biāo)線 第2部分:道路交通標(biāo)志[S].

[2] DB 34/T 790-2008,涉路工程安全評(píng)價(jià)規(guī)范[S].

[3] JTG/T D81-2006,公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)細(xì)則[S].

[4] JTG H30-2015,公路養(yǎng)護(hù)安全作業(yè)規(guī)程[S].

[5] JT/T 457-2007,公路三波形梁鋼護(hù)欄[S].

[6] GB/T 28650-2012,公路防撞桶[S].

[7] JT/T 281-2007,公路波形梁鋼護(hù)欄[S].

[8] JTG/T F83-01-2004, 高速公路護(hù)欄安全性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[S].

[9] JTG D81-2006,公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[10] GB 5768.3-2009,道路交通標(biāo)志和標(biāo)線 第3部分:道路交通標(biāo)線[S].

[11] JTG D82-2009,公路交通標(biāo)志和標(biāo)線設(shè)置手冊(cè)[S].

2016-06-13；修改日期：2016-06-22

葉雨霞(1982-)，女，安徽歙縣人，碩士，安徽省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院股份有限公司高級(jí)工程師．

U491.59;U492.8

A

1673-5781(2016)04-0433-03